國二學(xué)生浮力迷思概念之研究

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1、國二學(xué)生浮力迷思概念之研究林俊義*徐順益**林建隆***摘要本文旨在利用筆試及晤談的方式來探求國二個(gè)案班級(jí)學(xué)生對(duì)「浮力」的迷思概念，其筆試測驗(yàn)採用Biddulph(1983)所發(fā)展的工具。施測對(duì)象為彰化縣一所國中二年級(jí)的一個(gè)班級(jí)，紙筆測驗(yàn)施測於個(gè)案班級(jí)學(xué)生後，分析筆試結(jié)果，找出6位具有迷思概念的學(xué)生，再以臨床晤談的方式探索其浮力相關(guān)迷思概念，由紙筆測驗(yàn)及晤談所得的資料分析學(xué)生的看法。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生主要的迷思概念有：1.浮沉體的定義與科學(xué)家的概念是不同的。2.決定浮沉的因素只考慮單一因素，未能以一通用法則解釋所有物體的浮沉。3.物體浮起才

2、受浮力，下沉則不受浮力。4.氣泡由水中上升，是因輕或難溶於水而自然上升，與浮力無關(guān)。關(guān)鍵詞：浮力、迷思概念、臨床晤談*彰化縣立大同國中教師**國立彰化師範(fàn)大學(xué)物理學(xué)系教授***國立彰化師範(fàn)大學(xué)物理學(xué)系助理教授壹、緒論晚近以來，科學(xué)教育的研究受到兩方面的影響，一為在心理學(xué)方面開始擺脫行為主義學(xué)派的束縛，而以新的認(rèn)知觀點(diǎn)來探究學(xué)生對(duì)於自然科學(xué)的學(xué)習(xí)，此一新的認(rèn)知觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)意義的角色、學(xué)生在某特定學(xué)科的原有知識(shí)對(duì)於學(xué)習(xí)的重要性、以及學(xué)習(xí)乃是概念上的改變等等的看法。認(rèn)為學(xué)生原有知識(shí)在學(xué)習(xí)過程中扮演重要的角色，如果學(xué)生對(duì)於某些自然現(xiàn)象原先

3、有了不正確的想法，這些想法不但不易在教學(xué)之後改變過來，甚至?xí)虼硕鴮?duì)教材內(nèi)容產(chǎn)生誤解，造成學(xué)習(xí)上的障礙(郭重吉，1988,1990；郭重吉、吳武雄，1989,1990)。而另一方面在科學(xué)教育的研究方法上也由傳統(tǒng)上解說派典獨(dú)大的情況逐漸轉(zhuǎn)變成為理解派典也日受重視的局面。有關(guān)於學(xué)生浮力的迷思概念相關(guān)之研究，國外Biddulph(1983)曾探究紐西蘭7至14歲小孩有關(guān)浮沉的意義、想法與問題，其研究命題非常生活化，且範(fàn)圍很廣，但只探討浮沉意義及想法，而國內(nèi)研究有郭重吉、吳武雄(1989)以晤談方式探查國中學(xué)生對(duì)重要物理概念的另有架構(gòu)，研究發(fā)現(xiàn)受

4、試國中學(xué)生在密度、壓力、浮力概念上面確實(shí)持有一些想法是和理化課本所陳述的概念和原理有所不同，而江新合(1992)曾分析國二、國三、高一年級(jí)不同知識(shí)層次浮力相關(guān)迷思概念，也發(fā)現(xiàn)浮力相關(guān)迷思概念的產(chǎn)生相當(dāng)普遍；研究者認(rèn)為Biddulph的命題頗值得施測於國內(nèi)學(xué)生，而國內(nèi)學(xué)生與國外學(xué)生的迷思概念有何異同？是否還有未被發(fā)現(xiàn)的浮力迷思概念？貳、文獻(xiàn)探討有關(guān)於浮力迷思概念之研究：（一）郭重吉、吳武雄(1989)利用晤談方式探查國中學(xué)生對(duì)重要物理概念的另有架構(gòu)之研究，顯示受試的國中學(xué)生在密度、壓力、和浮力概念上確實(shí)持有一些想法是和理化課本所陳述的概念和

5、原理有所不同，得到學(xué)生的另有概念如下：1、物體浮在水面，是因?yàn)樗侵锌盏摹?、物體浮在水面，是因?yàn)樗艿母×Υ箪端闹亓俊?、水越多的話，物體在水中浮出的體積越多。4、物體浸在水中時(shí)，物體頂部所受水向下壓力等於其底部所受向上的壓力。5、物體浸在水中時(shí)，物體頂部所受水向下的作用力和物體所受所的浮力剛好抵消。6、熱汽球充滿熱空氣會(huì)上升是利用熱空氣向上升的原理，和浮力無關(guān)。（二）江新合(1992)針對(duì)中學(xué)生浮力相關(guān)概念發(fā)展及其相關(guān)迷思概念的分析研究中，得到結(jié)論如下：l、患有浮力相關(guān)迷思概念的百分率，不論是以地區(qū)別、年級(jí)別、性別、或認(rèn)知層次別來

6、分析，均找不出百分率變化的規(guī)則性，其涵意如下:2.浮力相關(guān)迷思概念，和浮力知識(shí)的學(xué)習(xí)，具顯著的相依性，也就是浮力相關(guān)的迷思概念愈多，則其學(xué)習(xí)成效，具顯著的不好。3.學(xué)生?；嫉母×ο嚓P(guān)迷思概念可分為四大類，如下:（1）對(duì)浮力相關(guān)概念的定義或公式記憶錯(cuò)誤而形成迷思概念。（2）利用學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)中的原有概念（Priorknowledgeorpriorconception）去取代課本上所學(xué)的正確概念，而形成迷思。（1）利用所學(xué)的新概念，如表面張力，分子力等來解釋不相干的浮力，而形成迷思。（4）因產(chǎn)生浮力的變因分析不清，而形成迷思。（三）Biddul

7、ph(1983)對(duì)7至14歲的小孩研究有關(guān)浮和沉的意義與問題，以事例晤談（interview-about-instances）及紙筆調(diào)查及課堂收集問題資料方式進(jìn)行，訪談結(jié)果顯示：1、不同的學(xué)生對(duì)於浮的意義會(huì)有所不同，可能在大部分的班級(jí)的學(xué)生他們對(duì)浮的意義與科學(xué)家不同。2、小孩對(duì)於為何有些物體會(huì)浮，有些物體會(huì)沉的原因有許多的觀點(diǎn)，(7-10歲)的小孩不了解有一單一的解釋（即排開的液重與物體重量的大小關(guān)係），他們給了多的理由或單個(gè)理由多只能給於部分解釋，他們只注意在一些方面，例如重(heaviness)或輕(lightness)而未能考慮其他

8、方面，例如大小(size)，去形成一個(gè)可以解釋所有情況的通用法則(generalrule)，然而11歲至14歲的小孩了解到他們並不真正知道為何一些物體浮著或沉了，但他們顯得有興趣去知道。3、一